TOTAL E&P se modernise grâce à une solution Trusted

TOTAL E&P surmonte ses problèmes d'obsolescence

Défi

  • Mise à niveau d'un système de commande et de sécurité avec un minimum de perturbations des opérations et, point essentiel, en toute sécurité.

Solutions

Résultats

  • L'installation simultanée et l'utilisation efficace des temps d'arrêt planifiés limitent l'impact sur la production
  • Plate-forme de commande à distance
  • Stratégie commune de gestion des pièces de rechange, de la maintenance et des fournisseurs entre tous les sites
  • Utilisation de l'équipement existant, notamment l'infrastructure du système de sécurité et les armoires
  • Nomination pour le prix de la sécurité Ethernet haute vitesse

Contexte

TOTAL E&P UK Limited est l'une des principales sociétés d'exploitation de pétrole et de gaz au Royaume-Uni, où elle continue d'investir massivement.

La société emploie environ 750 personnes à son siège d'Aberdeen et s'occupe, entre autres, de l'exploitation des plates-formes d'Alwyn, des gisements haute pression/haute température d'Elgin et de Franklin et du terminal gazier de Saint Fergus, ainsi que d'un certain nombre de gisements non exploités.

Le complexe Alwyn Nord, situé sur le plateau continental britannique à 440 km au nord-est d'Aberdeen, a débuté sa production en 1987.

La plate-forme de Dunbar, située à 22 kilomètres au sud du complexe d'Alwyn Nord, a débuté sa production en 1994 et exporte le pétrole et le gaz d'Alwyn Nord via un pipeline multi-phase.

Dunbar est équipée des installations de traitement minimal, d'un derrick de forage et de quartiers d'habitation. L'énergie électrique provient des générateurs d'Alwyn Nord via deux câbles sous-marins.

Les gisements d'Alwyn produisent environ 100 000 barils d'équivalent pétrole par jour.

Confrontée à des problèmes d'obsolescence, Total E&P UK Ltd. a fait appel aux ingénieurs et aux équipements de Rockwell Automation pour moderniser un certain nombre de systèmes sur deux plates-formes, avec des interventions principalement prévues sur son site de Dunbar.

Défi

La mise à jour concernait le système d'arrêt d'urgence immédiat (ESD), le système de sécurité Feu et Gaz (F&G), le système de commande des procédés (PCS) et les systèmes de surveillance des vibrations.

Le principal défi des ingénieurs était de mettre en place un système de contrôle et de sécurité amélioré en perturbant le moins possible les opérations en cours. Point primordial, les activités liées à la mise à niveau ne devaient en aucun cas impacter la sécurité de la plate-forme.

Les gisements d'Alwyn produisent environ 100 000 barils d'équivalent pétrole par jour.

Ils disposaient aussi de créneaux horaires très limités sur deux périodes pour effectuer leurs interventions.

Ils devaient ainsi travailler pendant une période d'inactivité planifiée (deux ou trois semaines durant l'été), et pendant le remplacement simultané de composants et d'éléments d'infrastructure avant la fermeture.

Des objectifs principaux avaient été définis : remplacer les composants du système pour pallier les déclenchements intempestifs et les sérieux problèmes d'obsolescence, tout en garantissant la disponibilité des pièces de rechange au moins jusqu'en 2020 ; équiper les installations pour permettre la conduite à distance des opérations de Dunbar depuis Alwyn Nord ; lancer un processus de modernisation rentable avec des risques réduits pour la production et, enfin, terminer la mise à niveau sans aucun risque pour la sécurité du personnel, de la plate-forme ou de l'environnement.

Ce dernier point a été parfaitement respecté tout au long du projet, ce qui a valu aux ingénieurs de Rockwell Automation d'être nominés pour un prix Santé et Sécurité.

Solutions

La stratégie retenue pour cette modernisation comprenait un certain nombre d'étapes spécifiques, mais n'excluant pas des interventions simultanées. Le système PCS a été mis à niveau avant la fermeture, et installé en tandem avec le système existant afin de préserver la capacité de production.

Le système F&G a lui aussi été mis à niveau avant la fermeture et la solution d'arrêt d'urgence immédiat (ESD) a été mise en place lors de l'arrêt général, en parallèle des autres nouveaux systèmes mis en ligne.

En tant que sous-traitant en ingénierie, approvisionnement et fabrication, Rockwell Automation a assumé toutes les responsabilités : passer les commandes auprès de tous les fournisseurs d'équipement, mener à bien toutes les études techniques détaillées, organiser la vérification et l'expédition de tous les matériaux sur le site, superviser l'installation du site, les étapes de mise en service et la gestion des sous-traitants.

Le complexe Alwyn Nord se compose de deux plates-formes (NAA et NAB) reliées par une passerelle en acier de 73 m ; NAA est la plate-forme de forage et d'habitation, tandis que NAB héberge les sites de traitement.

Rockwell Automation a mis à jour les systèmes d'arrêt d'urgence immédiat (ESD) et F&G avec un seul automate ESD à trois modules redondants (TMR) Trusted et un seul automate F&G TMR.

Trusted est un système de contrôle et de sécurité intégrant le concept de tolérance aux pannes. Conçu pour répondre aux normes internationales les plus strictes en matière de sécurité, il contribue à préserver l'intégrité d'un système de commande qui, en cas de défaillance, pourrait nuire à la rentabilité du processus.

Chaque module est doté de triples voies de traitement (tranches), qui sont combinées avec une multitude d'étapes de diagnostics et de décision, donnant ainsi naissance à une architecture tolérante aux pannes extrêmement fiable.

Contrairement aux systèmes de commande non TMR, la solution Trusted permet une durée virtuelle de service de 100 %, et ce sans compromettre l'intégrité du système.

Ce système a reçu la certification TUV AK6, soit la cote la plus élevée pour les systèmes de sécurité programmables, mais aussi NFPA72 et Gosstandart de Russie.

Le système actuel intègre un ICS 2000, un système de sécurité propriétaire de Rockwell Automation.

La mise à jour du système de Dunbar a permis de remplacer le processeur et le sous-système de sortie par des processeurs Trusted, et les ingénieurs ont également pu procéder à une migration contrôlée en ligne (maintien de la production) grâce à une planification renforcée et une évaluation des risques fiable avant l'intervention.

Selon Wullie Nicolson, ingénieur en chef EDS chez Rockwell Automation : « la tâche consistait à détruire la moitié de l'ancien double ICS2000, à construire la nouvelle solution Trusted au même endroit et à configurer le sous-système d'entrée afin de rendre les données d'entrée disponibles sur les nouveaux systèmes comme sur les anciens. De cette manière, les ingénieurs ont pu vérifier la logique de traitement et l'état des sorties avant de transférer celles-ci vers le nouveau système.

Ensuite, une migration contrôlée des sorties de l'ancien système vers le nouveau a eu lieu ».

« La préservation du flux d'informations entre le personnel des opérations de TOTAL et nous a permis à l'opération de réussir », ajoute-t-il. « De cette façon, les opérateurs ont toujours su ce qui avait été migré et quel système contrôlait telle pièce d'équipement. La relation que nous avons créée avec TOTAL est saine et c'est ce qui a fait la différence ! »

Dunbar aux côtés de Sedco 706

Résultats

« Pour TOTAL, la sécurité était un aspect absolument essentiel », nous explique Derek Thomson, chef de projet E&I chez TOTAL E&P. « Une bonne partie de nos statistiques opérationnelles sont basées sur la sécurité et je suis fier de dire que ce projet a été exceptionnel dans ce domaine. Les ingénieurs de Rockwell Automation sont arrivés sur la plate-forme et ont immédiatement intégré notre culture sécuritaire ».

Une des caractéristiques potentielles de la nouvelle installation sera la possibilité de contrôler certains éléments de Dunbar à partir d'Alwyn Nord.

Le système existant avait été conçu pour intégrer cette fonctionnalité, mais elle n'a jamais été exploitée. Cependant, il est maintenant prévu de l'utiliser à l'avenir.

« La première phase concernait la fiabilité », poursuit Thomson, « nous sommes maintenant à la phase 2 du projet de modernisation de Rockwell Automation, et nous renforçons par la même occasion le lien qui nous unit. Cela montre également le plaisir que nous avons eu à travailler avec eux ».

En conclusion, Adam Howard, Directeur des opérations d'ingénierie, approvisionnement et fabrication chez Rockwell Automation, précise : « Nous avons remporté ce projet devant des concurrents réputés et très performants. Je pense que la diversité de nos compétences, conjuguée avec une attitude positive et proactive et une approche risque/réussite innovante ont été les clés du succès ».

Les résultats mentionnés ci-dessus sont spécifiques à l'utilisation par Total E&P des produits et services de Rockwell Automation, conjointement à d'autres produits. Les résultats peuvent varier selon le client.

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